import java.util.Arrays;
import java.util.Stack;

public class TesSort {
    public static void insertSort2(int[] array, int start, int end) {
        //直接插入排序
    }
    /**
     *时间复杂度 [和增量有关系的]: O(N ^ 1.3 ~ N ^ 1.5)
     *空间复杂度 : O(1)
     * 稳定性 : 不稳定的
     *   看在比较的过程当中 是否发生了跳跃式的交换 如果发生了跳跃式的交换  那么就是不稳定的排序
     * 基本上没有考过
     * @param array 待排序的序列
     * @param gap 组数
     */
    public static void shell (int[] array, int gap) {
        for (int i = gap; i < array.length; i++) {
            int temp = array[i];
            int j = i - gap;
            for (; j >= 0;) {
                if (array[j] > temp) {
                    array[j + gap] = array[j];
                } else {
                    break;
                }
                j -= gap;
            }
            array[j + gap] = temp;
        }
    }
    public static void shellSort (int[] array) {
        int gap = array.length;
        while (gap > 1) {
            shell(array,gap);
            gap /= 2;
        }
        shell(array,1);//保证最后是一组
    }

    /**
     * 选择排序
     * 时间复杂度 : O(N ^ 2)
     * 空间复杂度 : O (1)
     * 稳定性 : 不稳定的排序
     * @param array
     */
    public static void selectSort (int[] array) {
        int mindex = 0;
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            mindex = i;
            for (int j = i + 1; j < array.length; j++) {
                //找到最小值下标
                if (array[mindex] > array[j]) {
                    mindex = j;
                }
            }
            int temp = array[mindex];
            array[mindex] = array[i];
            array[i] = temp;
        }
    }
    //堆排序
    public static void heapSort (int[] array) {
        //创建大根堆   O(N)
        createHeap(array);
        int end = array.length - 1;
        //交换然后调整 O(N * log N)
        while (end > 0) {
            swap(array,0,end);
            shiftDown(array,0,end);
            end--;
        }

    }
    public static void createHeap (int[] array) {
        for (int parent = (array.length - 2) / 2; parent >= 0; parent--) {
            shiftDown(array,parent,array.length);
        }
    }
    public static void shiftDown (int[] array, int parent, int len) {
        int child = parent * 2 + 1;
        while (child < len) {
            if ((child + 1 < len) && (array[child + 1] > array[child])) {
                child += 1;  //保证child是子树的最大值
            }
            if (array[child] > array[parent]) {
                swap(array,child,parent);
                parent = child;
                child = parent * 2 + 1;
            } else {
                break;
            }
        }
    }
    public static void swap (int[] array, int x, int y) {
        int temp = array[x];
        array[x] = array[y];
        array[y] = temp;
    }

    /**
     * 冒泡排序
     * 时间复杂度:O(N^2)  这个代码  不管是好 是坏  都是O(N^2)
     * 空间复杂度:O(1)
     * 稳定性:稳定的排序
     * @param array
     */
    public static void bubbleSort (int[] array) {
        for (int i = 1; i < array.length; i++) {  //趟数
            boolean flg = false;
            for (int j = 0; j < array.length - i; j++) {
                if (array[j] > array[j+1]) {
                    swap(array,j,j + 1);
                    flg = true;
                }
            }
            if (!flg) {
                break;
            }
        }
    }

    /**
     * 快速排序
     * 时间复杂度:最好情况下[每次可以均匀的分割待排序的序列] : O(N*logn)
     *              最坏的情况下 : 数据有序 或者逆序的情况 O(N^2)
     * 空间复杂度:最好 : O(logn)
     *              最坏 : O(N)  单分支的一棵树
     * 稳定性:不稳定的排序
     * @param array
     */
    public static void quickSort (int[] array) {
        quick(array,0,array.length - 1);
    }
    public static void quickSort1 (int[] array) {
        Stack<Integer> stack = new Stack<>();
        int left = 0;
        int right = array.length - 1;
        int pivot = partition(array,left,right);
        if (pivot > left + 1) {
            stack.push(left);
            stack.push(pivot - 1);
        }
        if (pivot < right - 1) {
            stack.push(pivot + 1);
            stack.push(right);
        }
        while (!stack.empty()) {
            right = stack.pop();
            left = stack.pop();
            pivot = partition(array,left,right);
            if (pivot > left + 1) {
                stack.push(left);
                stack.push(pivot - 1);
            }
            if (pivot < right - 1) {
                stack.push(pivot + 1);
                stack.push(right);
            }
        }

    }
    private static void quick (int[] array, int left, int right) {
        if (left >= right) {
            return;
        }
        //0. 如果区间内的数据, 在排序的过程当中,小于某个范围了,可以使用直接插入排序
        if (right - left + 1  <= 40) {
            //使用直接插入排序
            insertSort2(array,left,right);
            return;
        }
        //1.找基准之前,我们找到中间大小的值 - 使用三数取中法
        int midValIndex = findMidValIndex (array,left,right);
        swap(array,left,midValIndex);

        int pivot = partition(array,left,right); //基准
        quick(array,left,pivot-1);
        quick(array,pivot + 1,right);
    }

    private static int findMidValIndex (int[] array, int start, int end) {
        int mid = start + ((end - start) >>> 1);
        if (array[start] > array[end]) {
            if (array[mid] > array[start]) {
                return start;
            } else if (array[mid] <  array[end]) {
                return end;
            } else {
                return mid;
            }
        } else {
            if (array[mid]  < array[start]) {
                return start;
            } else if (array[mid] > array[end]) {
                return end;
            } else {
                return mid;
            }
        }
    }
    private static int partition(int[] array, int start, int end) {
        int temp = array[start];
        while (start < end) {
            while ((start < end) && (array[end] >= temp)) {
                end--;
            }
            //end下标得到 < temp的值
            array[start] = array[end];
            while ((start < end) && (array[start] <= temp)) {
                start++;
            }
            //start下标获得 > temp的值
            array[end] = array[start];
        }
        array[start] = temp;
        return start;
    }
    public static void main(String[] args) {
        int[] array = new int[]{10,9,8,7,6,5,4,4,3,2,14,1};
        /*shellSort(array);
        System.out.println(Arrays.toString(array));
        selectSort(array);
        System.out.println(Arrays.toString(array));
        heapSort(array);
        System.out.println(Arrays.toString(array));
        bubbleSort(array);
        System.out.println(Arrays.toString(array));
        quickSort(array);
        System.out.println(Arrays.toString(array));*/
        quickSort1(array);
        System.out.println(Arrays.toString(array));
    }
}
